接OBDII的診斷連接器，利用通用型或廠家定制的診斷儀就可以讀取車輛的故障信息，特別是排放相關(guān)故障以及車輛的特別故障。

診斷的主要功能
在線診斷主要如下幾個(gè)功能：
（1）通過(guò)對(duì)故障存儲(chǔ)器中所存儲(chǔ)的信息進(jìn)行分析，進(jìn)行針對(duì)性的維修。
（2）清除故障存儲(chǔ)器中的內(nèi)容，如故障信息。
（3）利用診斷儀讀取控制器的ID值和數(shù)據(jù)流。
（4）有目的對(duì)某個(gè)執(zhí)行器進(jìn)行激活和測(cè)試，以檢測(cè)其功能。
（5）在EOL下線檢測(cè)階段，也可以通過(guò)診斷儀對(duì)車載控制器進(jìn)行校驗(yàn)和配置，使得整個(gè)Flash-EPROM的編程通過(guò)流水線終端編程得以實(shí)現(xiàn)。

常用的通信
目前在線診斷常用的通信主要有兩種：K線和CAN總線。由于目前大部分車載控制器均配置CAN總線，且CAN總線在速率等方面也占有優(yōu)勢(shì)，因此用CAN總線診斷越來(lái)越普遍。



圖1：診斷系統(tǒng)架構(gòu)

常用的診斷協(xié)議：
（1）KWP71
為串行接口，采用5波特初始化和字節(jié)握手信號(hào)，采用L線或K線尋址，K線用于雙向的數(shù)據(jù)交互，通訊結(jié)構(gòu)是確定的，服務(wù)為標(biāo)準(zhǔn)化。

（2）KWP2000（ISO 14230:1-3）
該診斷協(xié)議將診斷儀通過(guò)K線與控制器連接，在KWP2000標(biāo)準(zhǔn)中，有不同的建立通信結(jié)構(gòu)的可能性（快速初始化和5波特初始化）。通信服務(wù)是確定的，但為用戶留下匹配空間。

（3）ISO 15765:1-3（CAN）
將現(xiàn)存的協(xié)議ISO14230:1-4移植到CAN上，在不改變?cè)\斷儀和控制器之間所交換信息基本結(jié)構(gòu)的情況下，實(shí)現(xiàn)CAN總線的傳輸。



圖2：制造商定義的通信OSI參考模型的層

（4）CARB
為CARB要求的通信協(xié)議，以當(dāng)時(shí)現(xiàn)有的標(biāo)準(zhǔn)為基礎(chǔ)形成。



圖3：CARB定義的通信

標(biāo)定協(xié)議：
為滿足車輛的控制需求，優(yōu)化ECU的控制功能及算法，車輛一般需要進(jìn)行標(biāo)定，車輛的標(biāo)定一般也需要使用K線及CAN總線，使用K線的標(biāo)定協(xié)議為McMess協(xié)議，使用CAN總線標(biāo)定的協(xié)議為CCP協(xié)議。

隨著技術(shù)的發(fā)展，現(xiàn)今車輛使用CAN總線標(biāo)定的控制器占絕大多數(shù)，CAN總線標(biāo)定用的CCP協(xié)議主要是描述在標(biāo)定過(guò)程中標(biāo)定系統(tǒng)與控制器之間的通信內(nèi)容，采用CCP協(xié)議的標(biāo)定系統(tǒng)在有效數(shù)據(jù)傳輸上要比K線有更高的速率。

CAN通信簡(jiǎn)介
（1）物理結(jié)構(gòu)
一般地，當(dāng)前控制器均帶有CAN總線硬件收發(fā)器，也可以利用該系統(tǒng)進(jìn)行診斷。

（2）波特率
通常車輛上使用的CAN的波特率為125kbps~1Mbps。例如車身舒適系統(tǒng)上的CAN總線一般采用125kbps，而動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)需考慮實(shí)時(shí)性的要求，基本要求500kbps以上，而在客車上，采用250kbps的較多。

（3）尋址與消息類型
診斷儀通信主要根據(jù)ISO15765標(biāo)準(zhǔn)的要求。ISO15765-3或ISO14229-1中的通信服務(wù)和在ISO14230-3中定義的相似。

與K線協(xié)議的區(qū)別基本在于消息的結(jié)構(gòu)和消息傳輸。當(dāng)通過(guò)K線傳輸時(shí)，一個(gè)消息最大能傳輸255個(gè)數(shù)據(jù)字節(jié)，而CAN僅能傳輸8個(gè)數(shù)據(jù)字節(jié)。為了將消息服務(wù)移植到CAN上，數(shù)據(jù)字節(jié)被報(bào)文頭和校驗(yàn)和分開(kāi)，被置于一個(gè)類似的新的消息結(jié)構(gòu)中。控制器地址就采用CAN自身的標(biāo)識(shí)符，借助不同的CAN標(biāo)識(shí)符便能進(jìn)行功能的或物理的尋址。

尋址有不同的方法：標(biāo)準(zhǔn)的尋址和擴(kuò)展的尋址。一般情況下采用標(biāo)準(zhǔn)的尋址。對(duì)于較長(zhǎng)的消息，無(wú)法在一個(gè)CAN幀內(nèi)（標(biāo)準(zhǔn)尋址傳輸7個(gè)字節(jié)，擴(kuò)展尋址傳輸6個(gè)字節(jié)）完成傳輸，須將其分段成多個(gè)CAN幀，并由接收者重新進(jìn)行組合。

（4）不分段的消息
傳輸?shù)臄?shù)據(jù)字節(jié)總數(shù)不大于7個(gè)字節(jié)時(shí)（標(biāo)準(zhǔn)尋址情況下），進(jìn)行單幀傳輸。第一個(gè)要傳輸?shù)淖止?jié)是PCI（協(xié)議控制信息），PCI的4位高字節(jié)用來(lái)指示該幀為單幀，低4位用來(lái)指示數(shù)據(jù)長(zhǎng)度（DL），如圖4。該數(shù)據(jù)以單一的消息形式由發(fā)送者傳輸給接收者（如圖5）。



圖4：不分段信息的結(jié)構(gòu)



圖5：?jiǎn)螏瑐鬏?br /> （5）分段的信息
對(duì)大于7個(gè)的數(shù)據(jù)字節(jié)（擴(kuò)展尋址）進(jìn)行傳輸，診斷儀首先發(fā)送一初始幀到CAN總線上，控制器以一個(gè)流控制幀返回進(jìn)行確認(rèn)，之后后續(xù)的數(shù)據(jù)再以連續(xù)的幀的形式進(jìn)行傳輸。



圖6：分段傳輸消息

初始幀包含PCI、附加的長(zhǎng)度字節(jié)（DL，Data Length），以及前6個(gè)數(shù)據(jù)字節(jié)（Data）。PCI在高4位中包含有用于表示為首幀的信息。在低4位字段中是擴(kuò)展數(shù)據(jù)長(zhǎng)度（XDL）。XDL與DL一起組成一個(gè)12位的數(shù)據(jù)字，用于標(biāo)示0~4095之間的數(shù)。



圖7：初始幀結(jié)構(gòu)

發(fā)送者發(fā)送初始幀，并等待接收者的接收確認(rèn)，為此，接收者發(fā)送流控制幀。該消息也包含PCI。其高4位表示該幀為流控制幀，低4位表示流狀態(tài)（FS），通過(guò)FS來(lái)決定隨后的數(shù)據(jù)幀（連續(xù)幀）是否允許發(fā)送。

信息組大?。˙S）提供如下信息：在不需傳輸后續(xù)流控制幀的情況下，可連續(xù)接收多少個(gè)連續(xù)幀。STmin（分割時(shí)間）中的值給出了2個(gè)連續(xù)幀之間必須保持多少的時(shí)間間隔。



圖8：流控制幀結(jié)構(gòu)

連續(xù)幀在流控制幀后發(fā)送。連續(xù)幀PCI的高4位字段中還是包含識(shí)別信息，低4位是序列碼（SN）。第一次發(fā)動(dòng)的連續(xù)幀SN設(shè)置為1，其后每發(fā)送一個(gè)連續(xù)幀，SN加1，超過(guò)15后重新歸0。根據(jù)序列碼，接受鎮(zhèn)能夠判別是夠所有的連續(xù)幀都已被接收到。



圖9：連續(xù)幀結(jié)構(gòu)

小結(jié)
隨著電子產(chǎn)品越來(lái)越多，對(duì)于其功能的要求也越來(lái)越多，除了必要的基本執(zhí)行功能之外，對(duì)其故障模式的識(shí)別及在失效模式下如何保證產(chǎn)品的安全性等要求越來(lái)越多，F(xiàn)unctional safety， Cyber Security及SOTIF（預(yù)期功能安全）等重視程度逐漸提升，車輛診斷也隨之發(fā)展，隨著智能網(wǎng)聯(lián)技術(shù)的發(fā)展，遠(yuǎn)程診斷逐漸成為現(xiàn)實(shí)，通過(guò)云端數(shù)據(jù)的分析，也可以進(jìn)行預(yù)診斷，帶來(lái)更方便的用戶體驗(yàn)。